Las averías en los diodos de polarización inversa ocurren principalmente debido a la aplicación de un voltaje que excede el voltaje nominal de ruptura del diodo. Cuando un diodo tiene polarización inversa, lo que significa que el voltaje a través de él se aplica en la dirección opuesta a su funcionamiento directo previsto, un voltaje inverso suficientemente alto puede hacer que el diodo conduzca fuertemente.
Esta situación provoca una avería, en la que el diodo conduce una gran corriente de forma incontrolable, lo que podría dañarlo permanentemente si la corriente excede sus valores máximos.
La aparición de una ruptura en la polarización inversa se debe fundamentalmente al campo eléctrico a través de la región de agotamiento dentro del diodo.
En polarización inversa, este campo eléctrico puede volverse lo suficientemente fuerte como para hacer que los electrones y los huecos en la región de agotamiento se aceleren, lo que lleva a una colisión y la posterior generación de pares electrón-hueco.
Este fenómeno crea un aumento repentino de la corriente a través del diodo, conocido como corriente de ruptura, que puede provocar un sobrecalentamiento y una eventual falla si no se controla.
Varios factores contribuyen a la descomposición de un diodo, incluidas las propiedades del material del semiconductor del que está hecho, las dimensiones físicas de la estructura del diodo y la cantidad de voltaje inverso aplicado.
Los diferentes tipos de diodos tienen diferentes mecanismos y características de ruptura, como los diodos Zener diseñados para operar en ruptura inversa para regular el voltaje, mientras que otros, como los diodos rectificadores estándar, generalmente no están diseñados para funcionar en modo de ruptura.
El voltaje de ruptura de un diodo con polarización inversa se refiere al voltaje específico al cual el diodo comienza a conducir fuertemente en polarización inversa, lo que lleva a una ruptura.
Este voltaje es un parámetro crítico especificado por el fabricante e indica el voltaje inverso máximo que el diodo puede soportar sin sufrir una falla. Exceder este voltaje puede provocar daños irreversibles al diodo debido al flujo excesivo de corriente y la generación de calor.
Cuando un diodo se somete a polarización inversa, normalmente bloquea el flujo de corriente, permitiendo que sólo pase una pequeña corriente de fuga.
Sin embargo, a medida que el voltaje inverso aumenta hacia el voltaje de ruptura del diodo, el campo eléctrico en la región de agotamiento se vuelve más fuerte. En el voltaje de ruptura, la región de agotamiento se rompe y la corriente aumenta repentinamente, lo que hace que el diodo conduzca fuertemente en dirección inversa.
Este comportamiento es característico de los diodos Zener utilizados en la regulación de voltaje o de los diodos de avalancha utilizados en circuitos de protección, donde se utiliza una ruptura controlada para aplicaciones específicas.